JP2006163118A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤担持体上の現像剤の層厚を長期にわたり安定させると共に現像剤へ与える負荷を軽減する。
【解決手段】 静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像を現像する現像剤を担持し搬送する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体が搬送する現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、前記層厚規制部材に流れる電流を測定する電流測定手段と、を有し、前記電流測定手段により測定した電流値に基づいて、前記層厚規制部材に付着した現像剤を清掃する動作を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの電子写真方式あるいは静電記録方式を用いた画像形成装置に関する。

従来、主としてトナーからなる一成分現像剤を用いる現像装置においては、現像動作を多数回繰り返すことによって、現像ブレードと現像ローラとが当接するニップ部分において、トナーやトナーに外添されている外添剤などが現像ブレードに融着することがある。これにより、現像ローラ上の長手方向のトナーコーティングの均一性が阻害され、画像に縦スジ状の欠け（現像スジ）が発生することがある。

そこで、非画像形成時に、現像ローラを回転させ、回転する現像ローラと現像ブレードの間に交番電界を形成することによって、現像ブレードに付着したトナーを定期的に清掃し、付着しているトナーが現像ブレードに融着する程成長しないよう構成した現像装置が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００２−３６５９０４号公報

しかしながら、従来の現像装置では、定期的に非画像形成時に現像ブレードの清掃を行うため、現像ローラの回転数が多くなり、現像装置内の現像剤に負荷がかかることで装置寿命の終盤にカブリ画像が発生する可能性があった。

そのため、従来の現像装置は、当時として望まれる画像品位・耐久性を満たすものであったが、近年求められるようになった画像品位を満たすには更なる高画質化・長寿命化が求められるようになった。

本発明は上記の従来技術を鑑みなされたもので、その目的とするところは、現像剤担持体上の現像剤の層厚を長期にわたり安定させると共に現像剤へ与える負荷を軽減することが可能な画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明にあっては、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像する現像剤を担持し搬送する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体が搬送する現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記層厚規制部材に流れる電流を測定する電流測定手段と、を有し、
前記電流測定手段により測定した電流値に基づいて、前記層厚規制部材に付着した現像剤を清掃する動作を行うことを特徴とする。

あるいは、静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像する現像剤を担持し搬送する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体が搬送する現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記層厚規制部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記層厚規制部材に流れる電流を測定する電流測定手段と、を有し、
前記電圧印加手段は、前記電流測定手段により測定した電流値に基づいて、前記層厚規制部材に付着した現像剤を脱離するために前記層厚規制部材に所定の電圧を印加すること
を特徴とする。

あるいは、静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像する現像剤を担持し搬送する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体が搬送する現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記層厚規制部材に流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記電流測定手段により測定した電流値に基づいて、前記層厚規制部材と前記現像剤担持体との間に所定の電界を形成する電圧印加手段と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、現像剤担持体上の現像剤の層厚を長期にわたり安定させると共に現像剤へ与える負荷を軽減することが可能となり、更なる高画質化を達成することができる。

以下に図面及び実施例を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。

（画像形成装置の概略構成）
はじめに、本発明を好適に採用する画像形成装置の一例を説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。図１に記載の画像形成装置１００は、帯電手段として接触帯電手段、現像手段として非磁性一成分接触現像手段を用いている。また、画像形成装置１００は、装置本体と通信可能に接続された、例えばパーソナルコンピュータなどの外部ホスト機器からの画像情報信号に応じて、電子写真方式により、記録材（例えば、記録用紙、ＯＨＰシートなど）に画像を形成し、出力することができる。

具体的には、画像形成装置１００は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１０を備えている。そして、感光ドラム１０に接触して従動回転する帯電手段としての帯電ローラ１１に所定の帯電バイアスが印加されることによって、感光ドラム１０の表面は一様に帯電される。次に、感光ドラム１０の表面は、露光装置１２によって画像情報信号に応じたレーザ光Ｌで露光され、静電潜像が形成される。感光ドラム１０上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置１３によって現像剤としてのトナーが供給され、現像剤像（トナー像）として可視像化される。ここで、現像装置１３は、現像剤をその周面上に担持し搬送する回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ１６と、現像ローラ１６が搬送する現像剤を摩擦帯電すると共に現像剤の層厚を規制する層厚規制部材としての現像ブレード１７と、現像容器２０内の現像剤を現像ローラ１６に供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８と、現像剤を収納する現像容器２０とを有する。

現像装置１３により現像された感光ドラム１０上のトナー像は、転写部Ｎにおいて転写手段としての図１中矢印Ｇの方向に回転する転写ローラ２５に転写バイアスが印加されることで、感光ドラム１０から記録材Ｐに転写される。ここで、記録材Ｐは、記録材カセット４１に収納されており、記録材供給ローラ４２等を備える搬送手段としての記録材供給部４０から転写部Ｎに向かって供給される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置３０に搬送され、ここで未定着画像であるトナー像が記録材Ｐに定着される。定着された記録材Ｐは、その後排紙トレイ３５に排出
され、一連の画像形成動作が終了する。

また、転写部Ｎにおいて転写されずに感光ドラム１０上に残った転写残トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングブレード１４によって廃トナー容器１５に回収される。これにより、感光ドラム１０上はクリーニングされ、繰り返し画像形成に供される。

以下、本実施の形態に係る画像形成装置の構成部材をさらに詳しく説明する。

感光ドラム１０は、直径２４ｍｍのアルミシリンダーの外周面に有機感光体（ＯＰＣ）が塗布されている。しかし、本発明に用いることが可能な像担持体はこれに限定されず、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＣｄＳ、Ｓｅなどを塗布した感光ドラムも本発明に好適に採用することができる。

また、感光ドラム１０は、駆動手段（不図示）により１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで図１中の矢印Ｅの方向に回転する。そして、感光ドラム１０に接触し、従動して図１中矢印Ｆの方向に回転する帯電ローラ１１によって一様に帯電される。

帯電ローラ１１は、直径が１２ｍｍであり、ステンレスの円筒体である芯金１１ａの周囲に、基層１１ｂ１としてウレタンゴム、表層１１ｂ２としてフッ素系樹脂からなる弾性層１１ｂを設けた多層構成とした。ここで、芯金１１ａの材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属を用いても良い。基層１１ｂ１としては、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴムなどのゴム材を用いても良い。表層１１ｂ２としては、エーテルウレタンやポリアミド系合成化合物（例えば、ナイロン（登録商標））などを用いても良い。また、帯電ローラ１１には、帯電部材電圧印加手段としての帯電バイアス電源装置２４が接続され、−９５０Ｖの直流の帯電バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１０上は−４５０Ｖの暗部電位となるようになっている。本実施例では、帯電バイアスとして、直流バイアスを用いたが、帯電バイアスとして、直流成分に交流成分を重畳したバイアスを用いてもよい。

露光装置１２は、入力信号に対応した画像信号に応じて半導体レーザ（図示せず）が発光し、そのレーザ光Ｌを高速回転しているポリゴンミラー（図示せず）で反射し、結像レンズ群（図示せず）を通って、感光ドラム１０に照射するようになっている。レーザ光照射によって、感光ドラム１０上には−１２０Ｖの明部電位が形成される。

ここで、現像装置１３について図２を参照して説明する。本実施例では、現像方式として非磁性一成分接触現像方式を用いた。現像装置１３の現像容器２０内には、非磁性一成分現像剤としてのトナー２１が収容される。本実施例では、トナー２１は負帯電性トナーである。現像容器２０には、当初トナー２１が１５０ｇ充填されている。

現像装置１３は、図中矢印Ｉの方向に回転するトナー供給ローラ１８を有する。トナー供給ローラ１８は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属の芯金１８ａの周囲に弾性層１８ｂとしてウレタンフォームを設けた直径１６ｍｍのスポンジローラである。また、図中の矢印Ｊの方向に回転するトナー撹拌シート２９によってトナー供給ローラ１８にトナー２１が供給される。

また、現像装置１３は、トナー２１を感光ドラム１０との対向部（現像領域）に担持搬送する現像ローラ１６を有する。そして、トナー供給ローラ１８と現像ローラ１６とが接触して、トナー供給ローラ１８から現像ローラ１６にトナーが付着することによって、現像ローラ１６上にトナーが供給される。

現像ローラ１６は、直径が１６ｍｍであり、駆動手段（不図示）によって図中矢印Ｈの方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃの表面速度で回転する。また、現像ローラ１６は、ステンレスの芯金１６ａの周囲に、基層１６ｂ１としてのウレタンゴム、その上の表層１６ｂ２としてのカーボンを混ぜたウレタンゴムからなる弾性層１６ｂを設けた多層構成とした。

しかし、本発明に用いることが可能な現像剤担持体はこれに限定されるものではなく、芯金１６ａとして、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属の円筒体を用いてもよい。また、基層１６ｂ１として、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどのゴム材を用いてもよい。また、表層１６ｂ２として、エーテルウレタンやポリアミド系合成化合物などを用いてもよい。

そして、現像ローラ１６には、現像剤担持体電圧印加手段としての現像バイアス電源装置２３によって、−３００Ｖの直流の現像バイアスが印加される。これにより、現像ローラ１６と感光ドラム１０とが接触したときに、感光ドラム１０に形成された静電潜像に応じて現像ローラ１６上から感光ドラム１０上へトナーが転移し、トナー像が形成される。

現像ブレード１７は、ストレート形状のバネ弾性を有する厚さ１２０μｍのリン青銅板である。しかし、本発明に用いることが可能な層厚規制部材はこれに限定するものではなく、リン青銅板の代わりにステンレス板などの金属板を用いてもよい。そして、現像ブレード１７には、層厚規制部材に電圧を印加する層厚規制部材電圧印加手段としての現像ブレードバイアス電源装置２２によって、現像ローラ１６に印加される現像バイアスと同じ−３００Ｖの直流の現像ブレードバイアスが印加される。

また、離間当接手段３１は矢印Ｋの方向に左右に移動可能であり、画像形成時には感光ドラム１０と現像ローラ１６が当接して接触状態に、非画像形成時には感光ドラム１０と現像ローラ１６が離間して、非接触状態になるように動作する。

本実施例では、画像形成装置１００が備える電圧印加手段（現像ブレードバイアス電源装置２２、現像バイアス電源装置２３、帯電バイアス電源装置２４）、離間当接手段３１、現像ブレードに流れる電流を測定する場合（現像ブレード電流測定側）と現像ブレードにバイアスを印加する場合（現像ブレードバイアス印加側）とを切り替える切り替えスイッチＳは、画像形成装置１００本体が有する、装置動作を統括制御する制御手段としてのＣＰＵ６０によって制御される。

また、本実施例では、ＣＰＵ６０は、以下説明するように、計算手段、記憶手段（メモリ）、画像形成枚数計数手段、画像形成枚数判断手段としても機能する。

次に、トナーが現像ブレードに融着した状態を検知する方法について説明する。

現像ローラ１６を回転させることによって、現像ローラ１６と現像ブレード１７とトナー２１との間の摩擦帯電により電荷が発生し、その結果、現像ブレード１７に電流が流れる。

図３は温度２３．５℃、湿度５０％の環境において、現像ローラ１６を回転させたときに現像ブレード１７に発生する電流値と現像ローラ１６の回転時間との関係を示した図である。

現像ローラ１６を長時間回転していくと、図３上のＸ点における回転時間において、現像ブレード１７に発生する電流値が低下する現象が発生した。この電流値の低下の原因を
調べたところ、現像ブレードにトナーの融着が発生していた。そこで、現像ローラ１６を更に回転させると、電流値もそれにつれて低下し、図３上のＹ点における回転時間においては画像に縦スジ状の欠け（現像スジ）が現れるようになった。その後も現像ローラ１６を回転し続けると、現像ブレード１７に流れる電流値がゼロになったが、このとき現像ブレード１７は、現像ブレード１７と現像ローラ１６とのニップ幅全体にトナーの融着が発生していた。

上述の現象を利用することによって、現像ブレード１７におけるトナーの融着状態の検知が可能となり、画像に現像スジが発生する前にあらかじめ現像ブレード１７のトナーの融着を取り除き、現像スジの発生を防ぐことが可能となる。

そこで、上記現像ブレード融着状態検知を利用して、現像ブレード融着の発生を抑えつつ、現像ローラの総回転数を少なくする具体的方法を次に説明する。

図４は本実施例における非画像形成時の現像ブレード清掃シーケンスについて説明するためのフローチャートである。

まず、本実施例の画像形成装置１００内のＣＰＵ６０内にある画像形成枚数判断手段は、ＣＰＵ６０内にある画像形成枚数計数手段によって、現像装置が使用開始直後か、具体的には、現在の現像装置の画像形成枚数が５００枚以内であるかどうかを判断する（Ｓ１）。

次に、画像形成枚数判断手段によって現在の現像装置の画像形成枚数が５００枚以内であると判断した場合には、最初の画像形成後の非画像形成時に、離間当接手段３１によって感光ドラム１０と現像ローラ１６が離間された状態にする。そして、切り替えスイッチＳを現像ブレードに流れる電流を測定する側に切り替えて、現像ブレード１７に流れる電流を測定する現像ブレード電流測定装置２６によって、現像ローラ１６を回転させた状態で回転開始から０.３秒後より０．５秒後までの０.２秒間の電流を測定し、その電流測定値をＣＰＵ６０内の記憶手段としてのメモリに記憶させる。

ここで、現像ブレード電流測定装置２６は電圧測定装置２７と１ＭΩの抵抗２８によって構成されており、電圧測定装置２７によって抵抗２８の電位差を測定し、その電位差と抵抗２８の抵抗値を用いてＣＰＵ６０内の計算装置によって電流値を計算する。

また、現像ブレードの電流測定開始時間を現像ローラ１６の回転開始から０.３秒後と
したのは、現像ブレード１７に流れる電流に立ち上がりがあり、安定した電流値を示すまで０.３秒程度必要だからである。そして、現像ローラ１６を停止させて、切り替えスイ
ッチＳを現像ブレードバイアス印加側に切り替えて、離間当接手段３１によって感光ドラム１０と現像ローラ１６を当接状態にさせて、次の画像形成動作に移る。上記電流測定動作を画像形成１００枚ごとに５００枚目まで繰り返す（Ｓ２）。

そして、ＣＰＵ６０内の計算手段によってメモリに記憶された５つの値の平均値を求め、再びその平均値をメモリに記憶し、その値をＡとする（Ｓ３）。このように１００枚ごとに測定した値の平均値を取ることで測定誤差を少なくし、より正確な初期値を設定することができる。なお、本実施例では、初期値を測定結果から設定しているが、画像形成装置の出荷段階であらかじめメモリに初期値を設定していてもよい。

一方、現像装置の画像形成枚数が５００枚を超えていると判断された場合（Ｓ１）には、画像形成１００枚ごとに、画像形成後の非画像形成時に切り替えスイッチＳを現像ブレード電流測定側に切り替えて、離間当接手段３１によって感光ドラム１０と現像ローラ１
６を離間させた状態にし、現像ローラ１６を回転状態にして、現像ブレード電流測定装置２６で現像ローラ１６が回転している状態の電流を測定する。その測定電流値をメモリに記憶させ、その値をＢとする（Ｓ４）。

そして、計算手段でＢ÷Ａを計算し、その計算値をＣとしてメモリに記憶する（Ｓ５）。なお、Ｃの値が低下するということは、現像ブレード１７の抵抗がトナーの付着により大きくなり現像ブレード１７に流れる電流が小さくなっていることを意味する。

そこで、メモリに記憶されたＣがＣ≧０．８の場合（Ｃ＝０.８は図３上の点Ｘに相当
する）、所定の電圧として電圧振幅Ｖｐ−ｐ＝２００Ｖの条件の交番電圧を１回だけ印加し現像ブレード清掃シーケンスを行うように設定する（Ｓ６、Ｓ７）。つまり、現像ブレード電流測定装置２６により測定した電流値に基づいて係数Ｃが算出され、係数Ｃの値により現像ブレード１７に付着しているトナーの量や程度が予測される。そして、トナーの付着量や付着程度（付着力）に応じて現像ブレード１７に付着したトナーを清掃する動作が行われる。

具体的には、本実施例では、現像ブレードバイアス電源装置２２は、現像ブレード電流測定装置２６により測定した電流値Ａ、Ｂに基づいて、現像ブレード１７と現像ローラ１６との間に所定の電界を形成する。つまり、電現像ブレード１７に付着したトナーを清掃（脱離）するために現像ブレード１７にあらかじめ設定されている所定の電圧を印加することで、現像ブレード１７に付着しているトナーを電界の力で現像ブレード１７より剥がすことができる。これにより、現像ブレード１７にトナーが融着することを防止し、現像ローラ上の現像剤の層厚を長期にわたり安定させることができる。

また、メモリに記憶されたＣが０．５≦Ｃ＜０．８の場合（Ｃ＝０.５は図３上の点Ｙ
に相当する）、電圧振幅Ｖｐ−ｐ＝３００Ｖの条件の交番電圧を２５枚ごとに印加し現像ブレード清掃シーケンスを行うように設定する（Ｓ８、Ｓ９）。

現像ブレード清掃シーケンスは、画像形成後の非画像形成時に離間当接手段３１によって感光ドラム１０と現像ローラ１６を離間させた状態で現像ローラ１６を回転させ、現像バイアス電源装置２３によって現像バイアスをＶｄｃ＝−３００Ｖ、現像ブレードバイアス電源装置２２によって現像ブレードバイアスをＶｄｃ＝−３００Ｖ、Ｖｐ−ｐは上記で決定されたもの、周波数は１００Ｈｚに設定して、２秒間印加するようにした。

なお、現像ブレード電流測定を行うことによって、画像形成枚数が１００枚ごとに０.
５秒間現像ローラを回転させるが、１００００枚印刷したとしても必要な現像ローラ回転時間は５０秒なので、現像装置の寿命に与える影響はほとんどない。

また、電流値の低下を画像形成装置（現像ローラ１６や現像ブレード１７）の使用開始直後において現像ブレード電流測定装置２６により測定した第１の電流値Ａと、その後に現像ブレード電流測定装置２６により測定した第２の電流値Ｂとを比較して判断することで、あらかじめ初期値を設定した場合と比較して、装置や環境のばらつきが測定する電流値に与える影響を低減することができる。その結果、精度の高い現像ブレード清掃シーケンスを行うことが可能となり、余分な現像ローラの回転を抑え、現像剤へ与える負荷を軽減することができる。

以上のような構成にて、温度２３．５℃、湿度５０％の環境で、１回の画像形成動作において１枚だけ画像形成を行う１枚間欠モードにて耐久試験を行い、縦スジ画像である現像スジの発生状況を図５に、カブリ濃度の推移を図６に示す。

また、図５、図６にある比較例１，２は、１００枚印刷を行うごとに非画像形成時に電圧振幅Ｖｐ−ｐ＝３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を２秒間現像ブレードに印加する（あるいは、交番電界を２秒間現像ブレードと現像ローラとの間に形成する）条件で現像ブレード清掃シーケンスを行った結果（比較例１）と、１０枚印刷を行うごとに非画像形成時に電圧振幅Ｖｐ−ｐ＝３００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を２秒間現像ブレードに印加する（あるいは、交番電界を２秒間現像ブレードと現像ローラとの間に形成する）条件で現像ブレード清掃シーケンスを行った結果（比較例２）である。また、図５内の「○」印は画像上で現像スジが発生していない場合、「×」印は画像上で現像スジが発生している場合である。

図５、図６のように、比較例１では画像形成枚数が１００００枚のときに現像スジが発生し、カブリ濃度も少し悪化した。また、比較例２では寿命末期において急激なカブリ濃度の悪化が見られ、そのために１００００枚のときに現像スジが発生した。しかし、本実施例の場合には画像形成枚数が１００００枚に至るまで、現像スジの発生がなく、カブリ濃度の悪化もほとんどなかった。

なお、上記の条件で現像ブレード清掃シーケンスを行うことによって、十分に現像スジ画像は防止されるが、念のためメモリに記憶されたＣがＣ＜０．５の場合、１０枚ごとに電圧振幅Ｖｐ−ｐ＝４００Ｖの条件の交番電圧を印加し現像ブレード清掃シーケンスを行うように設定できるようになっている（Ｓ１０）。

また、本実施例では、測定した電流値Ｂの低下に伴いＣの値が小さくなり、現像ブレード清掃シーケンスの際に印加される交番電圧（形成される交番電界）の振幅の絶対値を大きくするように設定している。これは、電流値Ｂの低下は現像ブレード１７に付着しているトナーの量が多くなってきたことを示唆しており、交番電圧の振幅を大きくすることで現像ブレード１７からトナーを剥がして清掃する効果を大きくするためである。

また、本実施例では、Ｃの値がいくつであっても定期的に現像ブレード清掃シーケンスを行っているが、Ｃの値がそれほど低下していない範囲、例えば、１≧Ｃ＞０．９の場合は現像ブレード清掃シーケンスを行わないように設定してもよい。このようにすることで、画像形成動作開始初期あるいは現像ブレード１７にトナーが付着しにくい環境においては、余分に現像ローラ１６を回転する必要がなくなり、現像剤に与える負荷を軽減することができ、装置寿命後半におけるカブリの発生を抑制することができる。

以上のように、非画像形成時に現像ローラの回転時に現像ローラと現像ブレードとトナーとの摩擦によって発生する電流を測定することによって、現像ブレード融着の発生状況を検知することができる。そして、あらかじめ現像スジ画像が発生する前に現像ブレードへのトナーの融着を取り除くことで、現像ローラ上のトナーの層厚を長期にわたり安定し、現像スジ画像の発生を防ぐことが可能となる。

また、この検知結果を利用して現像ブレード清掃シーケンスを最適化させることによって、具体的には、所定の画像形成枚数ごとに現像ブレードに所定の電圧を印加する回数を測定した電流値の低下に伴い多くすることで、現像ブレードへのトナーの融着が発生していないときには、現像ブレード清掃シーケンスの回数を少なくして、現像ローラの回転数の増加を最小限にとどめることができる。そのため、現像剤へ与える負荷を軽減することができ、現像装置の長寿命化が可能となる。

また、現像ブレードへのトナーの融着が発生している場合には、現像ブレード融着の発生状況によって最適な現像ブレード清掃シーケンスの条件を選択することができるので、現像ブレード融着の悪化を効果的に抑えることができ、現像スジが発生することなく、更
なる高画質化が可能となる。

本実施例においても、基本的な構成は上述の画像形成装置１００と同じである。本実施例における特徴は、図７に示すように、層厚規制部剤としての現像ブレード１７がストレート形状のバネ弾性を有する厚さ１２０μｍのリン青銅板１７ａに、現像ローラ１６との当接面にポリアミド系合成化合物１７ｂを厚さ３０μｍコートしたものとした。しかし、本発明はこれに限るものではなく、現像ブレード１７と現像ローラ１６との当接面における金属板に、ポリアミド系合成化合物ではなくゴム材料などを接着又はコートしても良い。

そして、現像ブレード１７には、現像ブレードバイアス電源装置２２によって、現像ローラ１６に印加される現像バイアスと同じ−３００Ｖの直流の現像ブレードバイアスが印加される。

本実施例においても、実施例１に記載のトナーが現像ブレードに融着した状態を検知する方法を採用している。

したがって、現像ブレード１７表面にポリアミド系合成化合物がコートされている場合においても、実施例１の場合と同様に、現像ローラ１６を回転させることによって、現像ローラ１６と現像ブレード１７とトナー２１との間の摩擦帯電により電荷が発生する。その結果、現像ブレード１７に電流が流れる。本実施例では現像ブレード１７と現像ローラ１６との当接面に抵抗の高いポリアミド系合成化合物１７ｂをコートしているため、現像ブレード１７に流れる電流が小さくなる点が実施例１と大きく異なる。

図８は温度２３．５℃、湿度５０％の環境において、現像ローラ１６を回転させたときに現像ブレード１７に発生する電流値と現像ローラ１６の回転時間との関係を示した図である。

現像ローラ１６を長時間回転していくと、図８上のＸ’点における回転時間において、現像ブレード１７に発生する電流値が低下する現象が発生した。この電流値の低下の原因を調べたところ、現像ブレードにトナーの融着が発生していた。そこで、現像ローラ１６を更に回転させると、電流値もそれにつれて低下し、図８上Ｙ’点における回転時間においては画像上に縦スジ状の欠け（現像スジ）が現れるようになった。その後も現像ローラ１６を回転し続けると、現像ブレード１７に流れる電流値がゼロになったが、このとき現像ブレード１７は、現像ブレード１７と現像ローラ１６とのニップ幅全体にトナーの融着が発生していた。

そこで、上記現像ブレード融着状態検知を利用して、現像ブレード融着の発生を抑えつつ、現像ローラの総回転数を少なくする具体的方法を次に説明する。

図９は本実施例における非画像形成時の現像ブレード清掃シーケンスについて説明するためのフローチャートである。なお、本実施例におけるＳ１１〜Ｓ１５は、実施例１のＳ１〜Ｓ５と同様のため説明を省略する。

本実施例では、メモリに記憶されたＣがＣ≧０．８の場合（Ｃ＝０.８は図８上の点Ｘ
’に相当する）、所定の電圧として電圧振幅Ｖｐ−ｐ＝７００Ｖの条件の交番電圧を１回だけ印加し現像ブレード清掃シーケンスを行うように設定する（Ｓ１６、Ｓ１７）。

また、メモリに記憶されたＣが０．５≦Ｃ＜０．８であれば（Ｃ＝０．８は図８上の点
Ｙ’に相当する）、電圧振幅Ｖｐ−ｐ＝１０００Ｖの条件の交番電圧を２５枚ごとに印加し現像ブレード清掃シーケンスを行うように設定する（Ｓ１８、Ｓ１９）。

現像ブレード清掃シーケンスは、画像形成後の非画像形成時に離間当接手段３１によって感光ドラム１０と現像ローラ１６を離間させた状態で、現像ローラ１６を回転させて、現像バイアス電源装置２３によって現像バイアスをＶｄｃ＝−３００Ｖ、現像ブレードバイアス電源装置２２によって現像ブレードバイアスをＶｄｃ＝−３００Ｖ、Ｖｐ−ｐは上記で決定されたもの、周波数は１００Ｈｚに設定して、２秒間印加するようにした。

なお、本現像ブレード電流測定を行うことによって、画像形成枚数が１００枚ごとに０.５秒間現像ローラを回転させなければならないが、１００００枚印刷したとしても必要
な現像ローラ回転時間は５０秒なので、現像装置の寿命に与える影響はほとんどない。

以上のような構成にて、温度２３．５℃、湿度５０％の環境で、１枚間欠モードにて耐久試験を行い、縦スジ画像である現像スジの発生状況を図１０に、カブリ濃度の推移を図１１に示す。

また、図１０、図１１にある比較例３，４は、１００枚印刷を行うごとに非画像形成時に電圧振幅Ｖｐ−ｐ＝１０００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を２秒間現像ブレードに印加する条件で現像ブレード清掃シーケンスを行った結果（比較例３）と、１０枚印刷を行うごとに非画像形成時に電圧振幅Ｖｐ−ｐ＝１０００Ｖ、周波数１００Ｈｚの交番電圧を２秒間現像ブレードに印加する条件で現像ブレード清掃シーケンスを行った結果（比較例４）である。また、図１０内の「○」印は画像上で現像スジが発生していない場合、「×」印は画像上で現像スジが発生している場合である。

図１０、図１１のように、比較例３では画像形成枚数が１００００枚のときに現像スジが発生し、カブリ濃度も少し悪化した。また、比較例４では現像スジの発生はなかったが、寿命末期に急激なカブリ濃度の悪化が見られた。しかし、本実施例の場合には画像形成枚数が１００００枚に至るまで、現像スジの発生がなく、カブリ濃度の悪化もほとんどなかった。

なお、上記の条件で現像ブレード清掃シーケンスを行うことによって、十分に現像スジ画像は防止されるが、念のためメモリに記憶されたＣがＣ＜０．５であれば、１０枚ごとに電圧振幅Ｖｐ−ｐ＝１４００Ｖの条件の交番電圧を印加し現像ブレード清掃シーケンスを行うように設定できるようになっている（Ｓ２０）。

以上のように、実施例１と比較して現像ブレード１７の抵抗が高く、測定する電流値が小さい場合であっても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

つまり、現像ローラの回転時に現像ローラと現像ブレードとトナーとの摩擦によって発生する電流を測定することによって、現像ブレード融着の発生状況を検知することができる。そして、あらかじめ現像スジ画像が発生する前に現像ブレード１７へのトナーの融着を取り除くことで、現像ローラ上のトナーの層厚を長期にわたり安定され、現像スジ画像の発生を防ぐことが可能となる。

また、この検知結果を利用して現像ブレード清掃シーケンスを最適化させることによって、現像ブレードへのトナーの融着が発生していないときには、現像ブレード清掃シーケンスの回数を少なくして、現像ローラの回転数の増加を最小限にとどめることができるので、現像剤へ与える負荷を軽減することができ、現像装置の長寿命化が可能となる。

また、現像ブレードへのトナーの融着が発生している場合には、現像ブレード融着の発生状況によって最適な現像ブレード清掃シーケンスの条件を選択することができるので、現像ブレード融着の悪化を効果的に抑えることができ、現像スジが発生することなく、更なる高画質化が可能となる。

本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 実施例１に係る現像装置の概略構成を示す断面図である。 実施例１に係る画像形成装置において現像ローラを回転させたときに発生する、現像ブレードに流れる電流と現像ローラの回転時間との関係を示す図である。 実施例１に係る画像形成装置における、現像ブレード清掃シーケンスを説明するためのフローチャートである。 実施例１に係る画像形成装置における、１枚間欠印字モードでの現像スジの発生状況を示す図である。 実施例１に係る画像形成装置における、１枚間欠印字モードでのカブリ濃度の推移を示した図である。 実施例２に係る現像装置の現像ブレード近傍の断面図である。 実施例２に係る画像形成装置において現像ローラを回転させたときに発生する、現像ブレードに流れる電流と現像ローラの回転時間との関係を示す図である。 実施例２に係る画像形成装置における、現像ブレード清掃シーケンスを説明するためのフローチャートである。 実施例２に係る画像形成装置における、１枚間欠印字モードでの現像スジの発生状況を示す図である。 実施例２に係る画像形成装置における、１枚間欠印字モードでのカブリ濃度の推移を示した図である。

符号の説明

１０ 感光ドラム
１１ 帯電ローラ
１２ 露光装置
１３ 現像装置
１６ 現像ローラ
１７ 現像ブレード
１８ トナー供給ローラ
２０ 現像容器
２１ トナー
２２ 現像ブレードバイアス電源装置
２３ 現像バイアス電源装置
２６ 現像ブレード電流測定装置
２７ 電圧測定装置
２８ 抵抗

Claims (21)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記静電潜像を現像する現像剤を担持し搬送する回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体が搬送する現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
   前記層厚規制部材に流れる電流を測定する電流測定手段と、を有し、
   前記電流測定手段により測定した電流値に基づいて、前記層厚規制部材に付着した現像剤を清掃する動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記静電潜像を現像する現像剤を担持し搬送する回転可能な現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体が搬送する現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
   前記層厚規制部材に電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記層厚規制部材に流れる電流を測定する電流測定手段と、を有し、
   前記電圧印加手段は、前記電流測定手段により測定した電流値に基づいて、前記層厚規制部材に付着した現像剤を脱離するために前記層厚規制部材に所定の電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記電流値は、非画像形成時に前記現像剤担持体を回転させた状態で前記現像剤担持体と前記層厚規制部材と前記現像剤との摩擦帯電によって発生する電流値であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記所定の電圧は、非画像形成時に印加されることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記所定の電圧は、交番電圧であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記交番電圧は、前記測定した電流値に応じて変化させることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記交番電圧は、前記測定した電流値の低下に伴い振幅の絶対値を大きくすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 所定の画像形成枚数ごとに前記層厚規制部材に前記所定の電圧を印加する回数は、前記測定した電流値の低下に伴い多くすることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記電流値の低下は、前記電流測定手段により測定した第１の電流値と、その後に前記電流測定手段により測定した第２の電流値とを比較して判断されることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
10. 前記第１の電流値は、前記現像剤担持体及び前記層厚規制部材を使用開始直後に測定した値であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記使用開始直後とは画像形成枚数が５００枚以内であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 静電潜像が形成される像担持体と、
    前記静電潜像を現像する現像剤を担持し搬送する回転可能な現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体が搬送する現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
    前記層厚規制部材に流れる電流を測定する電流測定手段と、
    前記電流測定手段により測定した電流値に基づいて、前記層厚規制部材と前記現像剤担持体との間に所定の電界を形成する電圧印加手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
13. 前記電流値は、非画像形成時に前記現像剤担持体を回転させた状態で前記現像剤担持体と前記層厚規制部材と前記現像剤との摩擦帯電によって発生する電流値であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記所定の電界は、非画像形成時に形成されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の画像形成装置。
15. 前記所定の電界は、交番電界であることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載の画像形成装置。
16. 前記交番電界は、前記測定した電流値に応じて変化させることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記交番電界は、前記測定した電流値の低下に伴い振幅の絶対値を大きくすることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
18. 所定の画像形成枚数ごとに前記層厚規制部材と前記現像剤担持体との間に所定の電界を形成する回数は、前記測定した電流値の低下に伴い多くすることを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれかに記載の画像形成装置。
19. 前記電流値の低下は、前記電流測定手段により測定した第１の電流値と、その後に前記電流測定手段により測定した第２の電流値とを比較して判断されることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の画像形成装置。
20. 前記第１の電流値は、前記現像剤担持体及び前記層厚規制部材を使用開始直後に測定した値であることを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
21. 前記使用開始直後とは画像形成枚数が５００枚以内であることを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。

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